мозговой штурм для детей 7-9 классов. Учимся шевелить мозгами Общекомпетентностные упражнения и тренировочные занятия
 Скачать 149.24 Kb.
|
|
«противоречия» Альтшуллер анализировал, как было сделано то или иное изобретение. Изобретений огромное количество, а вот проти- воречий, лежащих в их основе, значительно меньше. Порядка полутора тысяч. Альтшуллер утверждал, что в основе любой задачи лежит противоречие, которое необходимо решить. Противоречие — это когда задача должна выполняться, но не может. Когда улучшение одной характеристики системы влечёт ухудшение другой. Например, у самолёта должно быть малень- кое крыло, чтобы не создавать сопротивление и не уменьшать скорость. И одновременно у него должно быть большое крыло, чтобы оторвать самолёт от земли. Или другой пример: при ава- рии бензин не должен гореть, но в двигателе автомобиля тот же бензин гореть обязан. «Должен гореть — не должен гореть», ерунда какая-то. Дей- ствительно, по закону противоречия в формальной логике не- возможно, чтобы бензин одновременно и одноместно горел и не горел. Но если эти ограничения снять, то ситуация стано- вится возможной: в двигателе бензин горит, а в бензобаке при аварии не горит. Такое возможно, например, если бензобак по- делен на ячейки: в одних ячейках находится бензин, а в других — гасящая горящий бензин жидкость. По Альтшуллеру, «техническим противоречием называ- ют взаимодействие в системе, состоящее в том, что полезное действие вызывает одновременно и вредное действие». То есть противоречие — это взаимодействие противоположных требований или желаний. Нет противоположных требований — нет и причины конфликта. Иллюстрацией этого положения является Тянитолкай из сказки Корнея Чуковского «Доктор Айболит». Если желания его голов совпадают — противоречия нет, если не совпадают — конфликт неизбежен. На этот счёт есть интересный исторический пример. При проектировании станции «Луна-16» инженеры искали лам- почку для подсветки поверхности Луны. Они нашли четыре типа ламп с нужными характеристиками, но вот беда: ни одна из них не выдерживала расчётных механических нагрузок. Са- мое слабое место — крепление баллона с цоколем. Инженеры переживали, что в этом месте и будет проблема: баллон мо- жет разрушиться или лампа просто разгерметизируется. С этой проблемой и подошли к генеральному конструктору Георгию Бабакину. Бабакину нужно было несколько секунд, чтобы спра- виться со стереотипами и принять верное решение: ну и пусть себе ломается! На Луне — вакуум, и никакой необходимости в баллоне там нет! Как мы видим, противоречие в этой ситуации отсутствует, а нет противоречия — нет необходимости решать задачу. Второе понятие ТРИЗа — «идеальный конечный результат» (ИКР) До сих пор, если попадается сложная задачка, обучающие- ся заглядывают в ответ задачника, а потом «подгоняют» свои вычисления под правильный ответ. Что в этом плохого и что хорошего? Плохо то, что задача решена «нечестно», достигнут меньший образовательный эффект. С другой стороны, задача 27 26 Учимся шевелить мозгами решена легко, быстро и правильно. А нельзя ли этот приём ис- пользовать в жизни, когда есть задачи и нет правильных отве- тов?Генрих Саулович нашел такой способ. В 50-е годы он пред- ложил до решения задачи сформулировать самый желанный ответ (пусть даже и невыполнимый) и назвал его ИКР — иде- альный конечный результат. Для того, чтобы задача решалась, нужен ориентир — ИКР. Это ситуация, когда системы нет, нет никаких затрат, но функция выполняется идеально. ИКР — это наше стремление к идеалу, когда мы минимизируем количество элементов системы, при этом улучшая результат. В этом и заключается наше эффектив- ное решение. Опыт показал, что требуется некоторое время, чтобы привы- кнуть к идеальности. Действительно, диковато: только-только понял задачу, ещё не знаешь не только ответа, но и как к ней подступиться, а тут сразу предлагают формулировать реше- ние! И не простое, а наилучшее. Между тем, ИКР отражает основной закон развития техники (и не только техники) — закон повышения степени идеально- сти. Иначе говоря, закон повышения степени удовлетворения потребностей человека. Рассмотрим задачу из интернета с красивым идеальным ре- шением, чтобы показать скептикам, что идеальные решения возможны: среднеазиатский полководец и эмир Самарканд- ского царства Тамерлан, разгромивший Золотую Орду и со- вершавший грабительские набеги на Индию и Персию, сам подвергся нападению свирепых боевых слонов, за которыми бежало несметное войско. Что делать? Тамерлан приказал нагрузить на верблюдов сено, поджечь его и гнать верблюдов навстречу слонам. Слоны испугались движущегося на них «моря огня», повернули назад и растоп- тали свою же пехоту. Победа над врагом была обеспечена ре- сурсом врага. Попробуйте сформулировать ИКР для данной ситуации. Сложно? И не только потому, что нет опыта. А ещё и потому, что для формулирования ИКР нужна полная раскованность мысли. Давайте сформулируем ИКР вместе: «слоны сами уничтожают свою пехоту и сами убегают с поля боя». Или «войско неприя- теля само себя уничтожает». Местоимениями «сами», «само» мы направили своё мышление к сильному решению. Давайте потренируемся в формулировке ИКР. Например, придумаем идеальный результат для школы. «Дети сами себя обучают». Системы «школа» нет, а дети обучены всему, что не- обходимо. Есть ли уже такое? Конечно! Многочисленные он- лайн-курсы, образовательные каналы приближают нас к ИКР. А что если сформулировать такой ИКР: «системы “такси” нет, а пассажиры доставлены». Здесь можно выйти на решение сервиса Blablacar: водители добираются из пункта A в пункт В и берут на свободные места желающих пассажиров за обозна- ченную стоимость. При этом отсутствуют диспетчеры, стоянка для такси, для водителей это не основная работа — то есть не- обязательные элементы отсутствуют. Решения должны быть простыми, однако простой резуль- тат — не всегда легкодостижимый. Самая большая работа — как раз-таки разработка, казалось бы, простого результата. ТРИЗ даёт механизмы и приёмы того, как разрабатывать простые, но качественные результаты. Приёмов для решения задач и разрешения противоречий в классической ТРИЗ всего 40. Приёмы сами по себе не являют- ся готовыми решениями: они тропинка, по которой изобрета- тель идёт к лучшему решению. Перечислим некоторые из этих приёмов. Приём дробления. «Если объект не проходит через пре- пятствие, разбери его и пронеси через препятствие. Нельзя разобрать объект — разбери препятствие». Мы применяем его постоянно. Большой шкаф не пролезает через дверь — мы разбираем его. Специфический пример: танк не помещается в военное училище — сперва заносим танк, а потом возводятся стены. Понятный всем педагогам пример — классная доска. Сперва это были большие полотна, на которых рисовали. Потом вместо 29 28 Учимся шевелить мозгами того, чтобы переворачивать доску каждый раз, её разделили на части. Затем сделали части подвижными – получилась доска с боковыми «крыльями», добавилась площадь, стало значитель- но удобнее. Однако и это неокончательное решение: флипчар- ты ещё более эффективны. Приём вынесения. В нём от объекта необходимо отделить мешающую часть, свойство. Или наоборот — выделить един- ственно нужную часть или свойство. Например: нужно отпу- гивать птиц для предотвращения их столкновения с самолета- ми. Решение — воспроизведение криков перепуганных птиц. В примере птичий крик «вынесен» от птиц. Приём универсальности. Здесь объект выполняет несколь- ко разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах. А в приёме «матрёшка» один объект размещён внутри дру- гого объекта, который, в свою очередь, находится внутри треть- его и т. д. (ПАУЗА) Отдельный раздел ТРИЗ — это законы развития технических систем. Мы можем спрогнозировать, как техсистема будет раз- виваться дальше; можем делать изобретения; понимаем, куда нам нужно двигаться. Грубо говоря, это подсказки для нас. Мы можем использовать законы развития технических систем для прогнозирования возможных решений. Это отдельный раздел в ТРИЗ — о нём вы узнаете из дополнительных материалов к лекции. Приёмы ТРИЗ — это мыслительный инструментарий изобре- тателей и рационализаторов. Если ваши обучающиеся, если вы сами будете владеть этими методами, возможности для изо- бретений колоссально расширятся. Вы будете генерировать взвешенные, качественные, сильные решения. ТРИЗ учит креативности, учит решать открытые творческие жизненные задачи, у которых нет чёткого условия, которые мо- гут решаться разными способами и иметь различные результа- ты.ТРИЗ меняет мышление: человек не просто видит пробле- му а может перевести её в задачу. А значит, он встаёт в актив- ную позицию решателя — и многое становится ему по плечу. Но овладеть инструментами ТРИЗ можно только в процессе практики. Далее представлены несколько интересных задачек — попробуйте разгадать их, используя приемы ТРИЗ. Упражнение «Марсоход» Условие: во время научной экспедиции на Марс космический корабль произвёл посадку в долине. Астронавты снарядили марсоход для лучшего изучения планеты, но как только поки- нули корабль, столкнулись с проблемой. Дело в том, что по по- верхности было сложно передвигаться — этому мешали много- численные холмы, ямы, большие камни. На первом же склоне колёсный вездеход с надувными шинами перевернулся набок. С этой проблемой астронавты справились — они прицепили снизу груз, что усилило устойчивость машины, но стало причи- ной новой проблемы — груз задевал неровности, что усложня- ло движение. Итак, что нужно сделать, чтобы повысить прохо- димость марсохода? При этом у космонавтов нет возможности изменять его конструкцию. Предполагаемое решение: техническое противоречие сформулировано в условии задачи. Идеальный конечный ре- зультат — достичь абсолютной проходимости. При этом кос- монавты действуют в условиях Марса, у них нет возможности изменять конструкцию марсохода. Исходя из этого, ресурсом выступает груз. Стоит также не забывать и о законах развития технических систем и следить за тем, чтобы изменение одной части не влияло на функционирование других элементов. Ста- новится очевидным, что поднять груз в кабину или на крышу невозможно, так как произойдёт смещение центра тяжести, и проблему решить не удастся. Спустить воздух из шин также нельзя — устойчивость немного повысится, но пострадает про- ходимость, усилится тряска. Чтобы понять, как поступить с грузом, и получить сильное решение, нужно вспомнить, как мы обычно поступаем в усло- виях нехватки места? Стараемся разместить всё максимально компактно: объединить, сложить одно в другое. В ТРИЗ такой 31 30 Учимся шевелить мозгами приём получил название «матрёшка». С её помощью задача про марсоход легко решаема: груз (металлические шарики, тяжёлая жидкость) нужно поместить внутрь шин. Этот способ имеет применение на практике, его предложил использовать японский изобретатель П. Шохо для повышения устойчивости и проходимости кранов и погрузчиков. Упражнение «Вода в трубе» Условие: достаточно простая и известная задача. Есть метал- лическая труба, проложенная под землёй, по которой течёт вода. Для устранения неполадок в работе системы часть трубы раскопали и столкнулись с необходимостью определить, в ка- кую сторону движется вода. Попытки выяснить это путём прос- тукивания, на слух, завершились неудачей. Вопрос: как понять, в какую сторону течёт вода в трубе? Нарушать герметичность трубы (сверлить, резать) нельзя. Предполагаемое решение: эта задача решается очень про- сто. ТРИЗ предусматривает не только строгий алгоритм реше- ния, но и чёткую проработку условий задания. Г.С. Альтшуллер всегда советовал перед началом работы попробовать сфор- мулировать условия задачи другими словами. В нашем случае есть труба и вода, которая по ней движется. Воздействовать на трубу нельзя, значит нужно воздействовать на воду. Отсюда самое простое решение — нагреть трубу в одном месте и по тому, в какую сторону будет течь подогретая жидкость, нагре- вая и трубу, определить направление. Предполагаемое решение: используя метод системного ана- лиза, можно найти ряд приемлемых решений, поскольку усло- вия задачи не ограничивают нас в выборе средств. Так, мож- но построить бассейн уникальной конструкции (с небольшой глубиной, верёвочными ограждениями для каждой дорожки, выталкивающими фонтанами). Также можно снабжать пловцов вспомогательными плавсредствами, к примеру, спасательны- ми жилетами. С точки зрения идеальности наиболее удачным вариантом можно считать предложение наполнить бассейн раствором концентрированной поваренной соли. В нём тело будет выталкиваться на поверхность без дополнительных уси- лий. Кстати, на эту тему существует загадка: «В каком море не- возможно утонуть?». Поскольку физическую составляющую необходимого условия вы уже знаете, в качестве дополнения к упражнению подумайте над географической. Упражнение «Лекарства для космонавтов» Условие: немногим известно, что морской болезнью страдают не только моряки и путешествующие по морю, но и космонав- ты. Лекарства от данного недуга существуют, но есть оговорки по их применению в условиях космоса. Так, малые дозы нужно 33 32 Учимся шевелить мозгами Упражнение «Безопасный бассейн» Условие: это скорее не задача, а упражнение на способность находить эффективные творческие решения. Цель — предло- жить максимально безопасный бассейн для людей, которые не умеют плавать. принимать часто, что неудобно, а большие вредны. Как решить эту проблему? Предполагаемое решение: противоречие заключается в не- обходимости подачи в организм нужного количества лекар- ства без постоянного отвлечения на этот процесс космонавта. Для его решения был применён метод «маленьких человеч- ков». Лекарство представили как толпу людей, желающих по- пасть в нужное место. Очевидно, что для совершенствования этого процесса нужна определённая организация — очередь, постепенное продвижение. Эту идею реализовали в препа- рате, придя к выводу, что он должен усваиваться по частям, а не сразу. По этому принципу и были изобретены таблетки со скополамином, помогающие космонавтам справиться с мор- ской болезнью. Они имеют форму плоского диска, который, как пластырь, крепится за ухом. При этом активное вещество вследствие диффузии нормировано попадает в организм. |